고려대학교 구로병원 신경외과 정규하 교수 연구팀(사진.고려대 구로병원 신경외과 정규하·강보람 교수, 중국 중산대학병원 페이 어 쏘·샤오딩 쑤 교수)이 악성 뇌종양 특이 바이오마커를 발굴, 뇌종양 암세포에만 약물을 전달하는 나노-약물전달기술 개발에 성공했다. 해당 기술을 활용한 항암-나노약물은 뇌종양 암세포에만 표적 작용해 항암효과를 극대화할 수 있을 것으로 학계의 기대를 모으고 있다.
악성 뇌종양은 약물 저항성과 재발율이 높아 5년 생존율이 5~36%에 불과한 대표적 난치성 질환 중 하나다.
연구팀은 이 같은 악성 뇌종양 치료의 한계를 극복하고자 신생혈관조직과 암조직에서만 발현되는 암 특이적 단백질인 ‘섬유결합소 엑스트라 도메인 B(Extra-domain B of Fibronectin, EDB-FN)’의 악성 뇌종양에서의 약물 표적 유용성을 검증했다.
연구팀은 뇌종양을 포함한 주요 암 17종 환자 약 23,000여 명의 유전자 빅데이터를 비교분석해 두경부암에 이어 뇌종양에서 ‘섬유결합소 엑스트라 도메인 B’ 단백질이 두 번째로 높게 발현됨을 확인했다.[그림 1] 또한 98% 이상의 뇌종양환자 조직에서 해당 단백질이 유의하게 발현됨을 확인했으며[표 1], 해당 단백질이 높게 발현되는 환자 그룹이 낮게 발현되는 환자 그룹보다 암 진행의 위험도가 5.5배 높음을 확인했다. 이로써 유전자 변화에 단백체까지 동시 분석하는 멀티오믹스(Multi-Omics)적 분석을 통해 뇌종양 특이 바이오마커로의 활용가능성을 확인했다[그림 2].
나아가, 연구팀은 나노미터 크기 입자의 물성과 기능을 조절하여 악성 뇌종양의 ‘섬유결합소 엑스트라 도메인 B’를 표적하는 나노-약물전달기술과 이를 이용한 항암-나노약물 개발에 성공하고, 뇌종양에만 선택적으로 약물을 전달함으로써 항암 치료 효과가 향상됨을 확인했다.[그림 3]
정 교수는 “이번 연구는 난치성 질환인 악성 뇌종양의 바이오마커 표적치료 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 크다”며 “악성 뇌종양의 완치를 목표하는 데 있어 많은 제한요소가 현존하고 있는 가운데, 나노-약물전달기술은 새로운 악성 뇌종양 표적 약물전달 플랫폼으로써 임상적 활용 기대 가치가 클 것으로 기대된다”고 연구의의를 설명했다.
이번 연구 결과는 약리학·독성학·제약분야 최고 권위 국제저널인 ‘테라노스틱스(Theranostics, IF 8.712) 1월호 표지논문으로 게재된 바 있다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단의 지원으로 고려대학교 구로병원, 중국 중산대학, 고려대학교 안암병원, KAIST 연구진이 협력해 진행됐으며, 해당 나노-약물전달기술은 고려대학교 산학협력단과 KAIST의 우수특허기술로 선정되어 현재 국내 및 PCT국제 특허가 출원된 상태다.
